同課異構課件2：3.1DNA是主要的遺傳物質

1、第第3章章 基因的本質基因的本質孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀由 控制。遺傳因子遺傳因子染色體染色體摩爾根通過果摩爾根通過果蠅實驗證明了蠅實驗證明了基因位于基因位于 上。上?？茖W家發(fā)現(xiàn)：染色體科學家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分主要組成成分 蛋白質和蛋白質和DNA。DNA染色體在遺染色體在遺傳上的連續(xù)傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性性和穩(wěn)定性蛋白質蛋白質1 1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性2 2、連續(xù)性連續(xù)性3 3、與蛋白質合成有關與蛋白質合成有關 4 4、變異性變異性 什么結構或什么結構或物質具備這些物質具備這些條件呢？條件呢？遺傳物質應具備的特點遺傳物質應具備的特點:蛋白質的基本組成單位蛋白質的基本組成單位氨基酸氨基酸

2、氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息蛋白質是生物體主要的遺傳物質蛋白質是生物體主要的遺傳物質實驗材料：實驗材料： 兩種肺炎雙球菌 多糖類莢膜多糖類莢膜R型菌型菌菌落菌落:粗糙粗糙 無莢膜，無毒無莢膜，無毒S型菌型菌菌落菌落:光滑光滑( mooth) 有莢膜，有毒，有莢膜，有毒，可致死可致死( ough)1.1.將將無毒性的無毒性的R R型活細菌型活細菌注射到小鼠體內，不死亡。注射到小鼠體內，不死亡。2.2.將將有毒性有毒性S S型活細菌型活細菌注射到小鼠體內，患敗血癥死亡。注射到小鼠體內，患敗血癥死亡。3.3.將將加熱殺死后的加熱殺死后的S S型細菌型細菌注

3、射到小鼠體內，不死亡。注射到小鼠體內，不死亡。4.4.將將無毒性無毒性R R型活細菌與加熱殺死后的型活細菌與加熱殺死后的S S型細菌混合型細菌混合 后注射到小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡。后注射到小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡。一一.格里菲思的肺炎雙球菌體內轉化實驗格里菲思的肺炎雙球菌體內轉化實驗（1 1）R R型活菌型活菌小鼠不死亡小鼠不死亡 說明說明R R型細菌無毒性型細菌無毒性（2 2）S S型活菌型活菌小鼠死亡小鼠死亡說明說明S S型細菌毒性型細菌毒性（3 3）S S型活菌，加熱殺死型活菌，加熱殺死小鼠不死亡小鼠不死亡說明加熱殺死說明加熱殺死S S型細菌失去毒性型細菌失去毒性（4 4）加熱殺死

4、）加熱殺死S S型細菌型細菌+R+R型活菌型活菌老鼠死亡老鼠死亡從中分離出了從中分離出了S型活菌型活菌實驗過程實驗過程注射注射注射注射注射注射注射注射思考思考 1.對比分析（對比分析（1 1）、（）、（2 2）說明什么？）說明什么？ 2.在（在（3）中被加熱殺死的）中被加熱殺死的S型細菌還有型細菌還有沒有毒性？沒有毒性？ S S型細菌有毒使小鼠致死，型細菌有毒使小鼠致死，R R型細菌無型細菌無毒不能使小鼠致死。毒不能使小鼠致死。沒有沒有4.在（在（4）中是誰導致小鼠死亡）中是誰導致小鼠死亡? 5.在（在（4）中小鼠體內能分離出）中小鼠體內能分離出S型活型活細菌，它是開始注射進去的，還是混合后細

5、菌，它是開始注射進去的，還是混合后重新出現(xiàn)的？重新出現(xiàn)的？S S型活細菌型活細菌混合后重新出現(xiàn)的混合后重新出現(xiàn)的 3.對比分析（對比分析（2）、（）、（3）組說明什么？）組說明什么？加熱殺死加熱殺死S S型細菌，就會使其失去毒性。型細菌，就會使其失去毒性。 7.實驗先進行（實驗先進行（1）、（）、（2），與（），與（3）、）、（4）相比，起）相比，起_作用。作用。對照對照6.對比分析（對比分析（3）、（）、（4）又說明什么？）又說明什么？ R R型活菌與型活菌與S S型死細菌混合后，型死細菌混合后，S S型死型死細菌可以利用細菌可以利用R R型活細菌體內的物質產(chǎn)生型活細菌體內的物質產(chǎn)生S S型

6、活細菌，使小鼠致死。型活細菌，使小鼠致死。 8. S S型活細菌的后代也具有毒性，型活細菌的后代也具有毒性，又說明了什么？又說明了什么？ 由由R型細菌轉化成了型細菌轉化成了S型細菌型細菌,且這且這種轉化是可以遺傳的。種轉化是可以遺傳的。 已經(jīng)被加熱殺死的已經(jīng)被加熱殺死的S S型細菌中，型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性必然含有某種促成這一轉化的活性物質物質轉化因子轉化因子格里菲思實驗的結論是什么格里菲思實驗的結論是什么? 實驗結論：實驗結論： 在證明在證明DNA還是蛋白質或其他物還是蛋白質或其他物質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計思路是什么？思路是什么？ 必

7、須將蛋白質、其他物質與必須將蛋白質、其他物質與DNA分開，單獨、直接地觀察它們分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質。質。多糖多糖 脂類脂類 蛋白質蛋白質 RNA RNA DNADNA加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌型細菌在殺死的在殺死的S S型細菌中含有哪些物質？型細菌中含有哪些物質？但究竟哪一個才是轉化因子呢？但究竟哪一個才是轉化因子呢？ 二、艾弗里確定轉化因子的實驗二、艾弗里確定轉化因子的實驗R型細菌型細菌R型細菌型細菌只長只長R型菌型菌只長只長R型菌型菌R型細菌型細菌S型菌型菌R型細菌型細菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白質或莢膜

8、多糖蛋白質或莢膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 R R R R R S R R R R R R S R R SR S二二.艾弗里確定轉化因子的實驗艾弗里確定轉化因子的實驗 1944年年DNADNA實驗結論：實驗結論：“轉化因子轉化因子”是是DNA，DNA才是遺傳物質才是遺傳物質，而，而蛋白質等其他物質不蛋白質等其他物質不是遺傳物質是遺傳物質。（糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識（糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識）1 1、加入、加入DNADNA酶的組意圖何在？酶的組意圖何在？2 2、分析實驗結果，能得出什么結論？、分析實驗結果，能得出什么結論？ 艾弗里的實驗引起了人們的注意，但艾弗里的實驗引

9、起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中提取出的是，由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度，純度最高時也還有最高時也還有0.02%的蛋白質，因此，仍有的蛋白質，因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。人對實驗結論表示懷疑。思維碰撞有沒有比細菌更為簡單的實驗材料有沒有比細菌更為簡單的實驗材料？1952年，以為實驗材料，利用的新技術，完成了另一個更具有說服力的實驗.噬菌體的結構模式圖噬菌體的結構模式圖噬菌體中60%是蛋白質,40%是DNA.T2噬菌體的結構噬菌體的結構噬菌體結構簡圖噬菌體結構簡圖核酸核酸DNADNA外殼蛋白質外殼蛋白質1、成分只有蛋白、成分只有蛋白質，質，DNA2、僅能在大腸桿、僅能在大腸桿菌

10、內繁殖。菌內繁殖。3、繁殖時，、繁殖時，僅將僅將遺傳物質遺傳物質導入大腸導入大腸桿菌，其他物質保桿菌，其他物質保留在體外。留在體外。三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗所以，要證明噬菌體里面蛋白所以，要證明噬菌體里面蛋白質和質和DNADNA誰是遺傳物質，只需證誰是遺傳物質，只需證明：明：噬菌體要將誰導入細菌體內！噬菌體要將誰導入細菌體內！1、實驗設計思路：、實驗設計思路：3、實驗過程：、實驗過程：把蛋白質和把蛋白質和DNA區(qū)分開區(qū)分開，直接地、單，直接地、單獨地觀察獨地觀察DNA和蛋白質的作用和蛋白質的作用(1)標記細菌標記細菌細菌+含35S的培養(yǎng)基細菌+含32P的培養(yǎng)基含35S的細

11、菌含32P的細菌(2)標記噬菌體標記噬菌體噬菌體+含35S的細菌噬菌體+含32P的細菌含35S的噬菌體含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細菌噬菌體侵染細菌含35S的噬菌體+細菌含32P的噬菌體+細菌: :上清液放射性很高上清液放射性很高, ,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低上清液放射性很低上清液放射性很低, ,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、實驗方法：、實驗方法：放射性同位素標記法放射性同位素標記法三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗被被35S標記標記的噬菌體的噬菌體被被32P標記標記的噬菌體的噬菌體被被35S標記的噬菌標記的噬菌體與細菌混合體與細菌混合被被32P標記的噬菌標記的噬

12、菌體與細菌混合體與細菌混合攪拌攪拌離心離心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低放射性很低放射性很低放射性很高放射性很高（3）噬菌體侵染細菌）噬菌體侵染細菌噬菌體比大腸桿菌輕噬菌體比大腸桿菌輕上清液：沉淀物：噬菌體細菌(外殼)(被注入的DNA)蛋白質DNA有放射性無無有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高” 沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分離不完全分離不完全(噬菌體蛋白質外殼噬菌體蛋白質外殼)釋放出來的、未侵染釋放出來的、未侵染的噬菌體的噬菌體/釋放的/未侵染的) 用用 放射性同位素放射性同位素35S 標記噬菌體標記

13、噬菌體 蛋白質蛋白質外殼外殼子代噬菌體子代噬菌體35S噬菌體侵染細菌時，噬菌體侵染細菌時，蛋白質蛋白質外殼留在外面，外殼留在外面，沒有進入沒有進入到到細菌中。細菌中。實驗表明實驗表明無無35S親代噬菌體親代噬菌體想一想：這一結果說明了什么想一想：這一結果說明了什么?4、噬菌體侵染細菌實驗的噬菌體侵染細菌實驗的檢測結果分析檢測結果分析 用用 放射性同位素放射性同位素32P 標記噬菌體內部標記噬菌體內部 DNA32P子代噬菌體子代噬菌體實驗表明實驗表明 噬菌體侵染細菌時，噬菌體侵染細菌時，DNA 進入進入到細菌中。到細菌中。親代噬菌體親代噬菌體有有 32P想一想：這一結果又說明了什么想一想：這一結

14、果又說明了什么?DNA是遺傳物質是遺傳物質1928年年 格里菲思格里菲思 體內轉化實驗體內轉化實驗1944年年 艾弗里艾弗里體外轉化實驗體外轉化實驗1952年年 赫爾希、蔡斯赫爾希、蔡斯噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗DNADNA是唯一的遺傳物質嗎？是唯一的遺傳物質嗎？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒煙草花葉病毒煙草花葉病毒下面這些生物的遺傳物質是什么？下面這些生物的遺傳物質是什么？背景知識：背景知識：煙草花煙草花葉病毒葉病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白質和蛋白質組成組成的，在感染煙草時，的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。會出現(xiàn)致病斑。蛋白質蛋白質RNA分分離離感染感染煙草煙草感染

15、感染煙草煙草實驗實驗結果結果出現(xiàn)病斑出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實驗實驗結果結果細胞結構細胞結構生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遺傳物質是遺傳物質是DNADNA非細胞結非細胞結構生物構生物遺傳物質是遺傳物質是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物總結總結4 4、由于大多數(shù)生物的遺傳物質是、由于大多數(shù)生物的遺傳物質是DNADNA，所以說，所以說。但肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染。但肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗只能證明細菌的實驗只能證明。3 3、在、在只含只含RNARNA的少數(shù)病毒的少數(shù)病毒（煙草花葉病毒、（煙草花葉病毒、

16、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作為遺傳物質。才作為遺傳物質。2 2、凡是具有細胞結構的生物，既有、凡是具有細胞結構的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遺，遺傳物質是傳物質是DNADNA1 1、一切生物的遺傳物質是核酸、一切生物的遺傳物質是核酸4 4、噬菌體侵染細菌的實驗中，在細菌內合成子代噬、噬菌體侵染細菌的實驗中，在細菌內合成子代噬菌體蛋白質外殼菌體蛋白質外殼DNADNA可以指導蛋白質的合成?？梢灾笇У鞍踪|的合成。 1 1、肺炎雙球菌轉化實驗中，對、肺炎雙球菌轉化實驗中，對S S菌加熱處理，菌加熱處理，DNADNA仍具有生物仍

17、具有生物活性活性DNADNA分子結構具有相對穩(wěn)定性。分子結構具有相對穩(wěn)定性。2 2、肺炎雙球菌轉化實驗中，、肺炎雙球菌轉化實驗中，R R型細菌可以轉化生成型細菌可以轉化生成S S型細菌型細菌DNADNA可以發(fā)生可遺傳的變異?？梢园l(fā)生可遺傳的變異。3 3、噬菌體侵染細菌的實驗中，、噬菌體侵染細菌的實驗中，DNADNA在親代與子代噬菌體中具在親代與子代噬菌體中具有連續(xù)性有連續(xù)性DNADNA可以發(fā)生復制，由親代傳遞給子代?？梢园l(fā)生復制，由親代傳遞給子代。作為作為遺傳物質遺傳物質所必須具備的所必須具備的特點特點: :選擇題選擇題 1 1、關于病毒的遺傳物質的敘述正確的是、關于病毒的遺傳物質的敘述正確的

18、是A. 核糖核酸核糖核酸B. 脫氧核糖核酸或核糖核酸脫氧核糖核酸或核糖核酸C.脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸D. 脫氧核糖核酸和核糖核酸脫氧核糖核酸和核糖核酸B2.2.生物的遺傳物質是：生物的遺傳物質是：( )( ) A.DNA B.RNA C. A.DNA B.RNA C.核酸核酸 D. D. 蛋白質蛋白質C3 3注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（ ） A AR R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 B B加熱殺死后的加熱殺死后的R R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 C C加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 D D加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙

19、球菌與型肺炎雙球菌與R R型細菌混合型細菌混合D4、用噬菌體去侵染內含有、用噬菌體去侵染內含有32P的細菌，在細菌解體后的細菌，在細菌解體后，含，含32P的應是的應是( )A、子代噬菌體、子代噬菌體DNA B、子代噬菌體蛋白質外殼、子代噬菌體蛋白質外殼C、子代噬菌體所有部分、子代噬菌體所有部分 D、子代噬菌體不含、子代噬菌體不含32P5、用噬菌體去感染內含大量、用噬菌體去感染內含大量3H的細菌，待細菌解體的細菌，待細菌解體后，后，3H應應( ) A、隨細菌的解體而消失、隨細菌的解體而消失 B、發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和、發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和DNA中中 C、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA中中 D

20、、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中AB6 6、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外殼是殼是( )( )A.A.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導下，用細菌的物質合成的的指導下，用細菌的物質合成的B.B.在細菌在細菌DNADNA的指導下，用細菌的物質合成的的指導下，用細菌的物質合成的C.C.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導下，用噬菌體的物質合成的的指導下，用噬菌體的物質合成的D.D.在細菌在細菌DNADNA的指導下，用噬菌體的物質合成的的指導下，用噬菌體的物質合成的【解析】【解析】 當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內的只有噬

21、菌體當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內的只有噬菌體DNADNA，子，子代噬菌體的蛋白質外殼和代噬菌體的蛋白質外殼和DNADNA都是在噬菌體都是在噬菌體DNADNA的指導下，用細菌的氨基酸和的指導下，用細菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。脫氧核苷酸合成的?！敬鸢浮俊敬鸢浮?A 7 7、某科學家做、某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗”時，分別用同位素時，分別用同位素3232P P和和3535S S做了標記做了標記( (見下表見下表) )： 此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析：均相同。請分析：(1

22、)(1)子噬菌體的子噬菌體的DNADNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ；(2)(2)子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是 ；(3)此實驗說明了此實驗說明了 。 【答案】【答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2) (2)3535S S (3) (3)DNADNA是遺傳物質是遺傳物質肺炎雙球菌實驗的評價肺炎雙球菌實驗的評價1、遵循了嚴格的對照原則和單因子變量原則2、科學的思路：發(fā)現(xiàn)問題提出假設設計實驗驗證得出結論體內轉化實驗體內轉化實驗體外轉化實驗體外轉化實驗探究實驗的基本步驟探究實驗的基本步驟格里菲思，格里菲思，體內轉化實驗體內轉化實驗艾弗里，艾弗里，體外轉化實驗體外轉化實驗實驗原理和方法實驗原理和方法蛋白質的組成元素：蛋白質的組成元素：D N A 的組成元素：的組成元素：（標記（標記32p）（標記（標記35s ）標記噬菌體方法：標記噬菌體方法：v在分別含有放射性同位素在分別含有放射性同位素32p 和和35s的培養(yǎng)